Traigo a su atención el desarrollo de una lección dedicada al Día de la Cosmonáutica, utilizando una presentación por computadora. Esta lección es principalmente informativa, por lo que puede llevarse a cabo en diferentes clases. En esta lección, se informa a los estudiantes sobre las etapas principales en el desarrollo de la astronáutica y la exploración planetaria moderna.
La lección fue preparada por el profesor de física Bateneva O.M.
Propósito: recordar y enumerar las etapas en el desarrollo de la cosmonáutica, inventos de diseño que se han convertido en factores decisivos en la "victoria del hombre sobre el espacio" y han dado gloria y prioridad a la ciencia soviética.
Educativo: para infundir patriotismo, un sentido de orgullo por los logros de la mente humana y por los logros de la ciencia soviética y las personas que forjan desinteresadamente la base material de la "victoria del hombre sobre el espacio"; educar la voluntad de vencer sobre ejemplos históricos.
En desarrollo: desarrollar el interés por la física, la tecnología y la historia nacional. Desarrolle las habilidades del trabajo independiente con literatura adicional e Internet, encuentre y seleccione la información requerida, descarte toda la información extraña, analice la información recibida, introdúzcala en el sistema.
Material y equipamiento didáctico:
“La humanidad no permanecerá para siempre en la Tierra,
pero en busca de la luz y el espacio primero
penetra tímidamente más allá de la atmósfera,
y luego conquistar todo
espacio circunsolar".K.E. Tsiolkovski
durante las clases
1. Nuestra lección de hoy está dedicada al Día de la Cosmonáutica, que se celebra el 12 de abril. En esta lección, le contaré las etapas más importantes en el desarrollo de la astronáutica.
Etapa de astronáutica teórica.
Una historia sobre uno de los fundadores de la cosmonáutica, K.E. Tsiolkovsky y sus cálculos teóricos de vuelos de cohetes espaciales.
TSIOLKOVSKY Konstantin Eduardovich (1857-1935): científico e inventor soviético ruso en el campo de la aerodinámica, la dinámica de cohetes, la teoría de aeronaves y aeronaves; fundador de la moderna astronáutica.
1903 Publicación de la obra "Investigación de los espacios del mundo mediante dispositivos a reacción". En este trabajo pionero, Tsiolkovsky:
- por primera vez en el mundo describió los elementos principales de un motor a reacción;
- llegó a la conclusión de que los combustibles sólidos no son adecuados para los vuelos espaciales y propuso motores de combustible líquido;
- demostró plenamente la imposibilidad de ir al espacio en un globo o con la ayuda de piezas de artillería;
- derivó la relación entre el peso del combustible y el peso de las estructuras de los cohetes para vencer la fuerza de la gravedad;
- expresó la idea de un sistema a bordo de orientación al Sol u otros cuerpos celestes;
- analizó el comportamiento de un cohete fuera de la atmósfera, en un entorno libre de gravedad.
Tsiolkovsky habló sobre su significado de la vida de la siguiente manera:
“El motivo principal de mi vida no es vivir en vano, hacer avanzar a la humanidad al menos un poco. Por eso me interesó lo que no me dio ni pan ni fuerzas, pero espero que mi obra, quizás pronto, y quizás en un futuro lejano, dé montañas de pan y un abismo de poder... la humanidad no permanecerá para siempre. en la Tierra, pero en pos de la luz y del espacio, al principio penetrará tímidamente más allá de los límites de la atmósfera, y luego conquistará para sí todo el espacio circunsolar”.
Así, a orillas del Oka, amaneció el amanecer de la era espacial. Es cierto que el resultado de la primera publicación no fue en absoluto lo que esperaba Tsiolkovsky. Ni compatriotas ni científicos extranjeros apreciaron las investigaciones de las que hoy se enorgullece la ciencia. Simplemente se adelantó a su tiempo en una era.
Etapa de astronáutica práctica.
Una historia sobre la construcción y prueba de naves espaciales bajo el liderazgo de S.P. Reina.
KOROLEV Sergey Pavlovich (1907-1966): científico y diseñador soviético en el campo de la ciencia espacial y la astronáutica, diseñador jefe de los primeros vehículos de lanzamiento, satélites, naves espaciales tripuladas, fundador de la astronáutica práctica, académico de la Academia de Ciencias de la URSS, miembro de el presidium de la Academia de Ciencias de la URSS, dos veces Héroe del Trabajo Socialista...
Korolev- Pionero en la exploración espacial. La era de los primeros logros notables en este campo está asociada con su nombre. El talento de un destacado científico y organizador le permitió dirigir el trabajo de muchos institutos de investigación y oficinas de diseño para resolver grandes problemas complejos durante muchos años. Las ideas científicas y técnicas de Korolev han encontrado una amplia aplicación en la tecnología espacial y de cohetes. Bajo su liderazgo, se crearon el primer complejo espacial, muchos cohetes balísticos y geofísicos, el primer misil balístico intercontinental del mundo, el vehículo de lanzamiento Vostok y sus modificaciones, se lanzaron un satélite artificial de la Tierra, se llevaron a cabo los vuelos de las naves espaciales Vostok y Voskhod, en que por primera vez en la historia se ha logrado el vuelo espacial de un hombre y la salida del hombre al espacio exterior; se crearon las primeras naves espaciales de las series "Luna", "Venus", "Mars", "Zond", satélites de las series "Electron", "Molniya-1" y algunos satélites de la serie "Cosmos"; se desarrolló el proyecto de la nave espacial "Soyuz". Sin limitar sus actividades a la creación de vehículos de lanzamiento y naves espaciales, Korolev, como diseñador jefe, llevó a cabo la dirección técnica general del trabajo de los primeros programas espaciales e inició el desarrollo de una serie de áreas científicas aplicadas que aseguran un mayor progreso en la creación de vehículos de lanzamiento y naves espaciales. Korolev formó numerosos cuadros de científicos e ingenieros.
Nikolai Yegorovich Zhukovsky, Ivan Vsevolodovich Meshchersky, Friedrich Arturovich Tsander, Mstislav Vsevolodovich Keldysh y muchos otros pueden llamarse correctamente científicos de la era espacial.
El primer satélite terrestre artificial y vuelos de animales.
La historia sobre el lanzamiento del primer satélite artificial de la Tierra (AES) el 4 de octubre de 1957 y sobre los vuelos de varios animales al espacio.
04/10/1957. El vehículo de lanzamiento "Sputnik" fue lanzado desde el cosmódromo de Baikonur, que puso el primer satélite terrestre artificial del mundo en órbita terrestre baja. Este lanzamiento abrió la era espacial en la historia de la humanidad.
El 19 de agosto de 1960 se lanzó la segunda nave satélite tipo Vostok, con los perros Belka y Strelka, y con ellos 40 ratones, 2 ratas, varias moscas, plantas y microorganismos dieron 17 vueltas a la Tierra y aterrizaron.
Ham es el primer chimpancé astronauta. 31 de enero de 1961 Ham se colocó en la nave espacial Mercury-Redstone 2 y se lanzó al espacio desde el sitio de lanzamiento en Cabo Cañaveral. El vuelo de Ham fue el último ensayo antes del primer vuelo suborbital de un astronauta estadounidense al espacio.
Por primera vez en el mundo, los seres vivos, habiendo estado en el espacio, regresaron a la Tierra después de un vuelo orbital. Unos meses después, Strelka tuvo seis cachorros sanos. Nikita Sergeevich Khrushchev preguntó personalmente a uno de ellos. Se lo envió como regalo a Jacqueline Kennedy, la esposa del presidente estadounidense John F. Kennedy.
El propósito del experimento para lanzar animales al espacio era probar la efectividad de los sistemas de soporte vital en el espacio y estudiar la radiación cósmica en los organismos vivos.
El fin del siglo 12 de abril de 1961. Yuri Gagarin es el primer hombre en el espacio. (película V1.asf; Tacc.wav) Después de ver la película, encienda el icono de sonido.
Una historia sobre vuelos al espacio: el primer hombre - Yu.A. Gagarin, la primera mujer - V.V. Tereshkova.
12/04/1961. Este día fue el día del triunfo de la mente humana. Por primera vez en el mundo, una nave espacial con un hombre a bordo irrumpió en las extensiones del Universo. El vehículo de lanzamiento Vostok lanzó la nave espacial soviética Vostok con el cosmonauta soviético Yuri Gagarin a la órbita terrestre baja. Después de volar en el barco "Vostok", Yu. A. Gagarin se convirtió en la persona más famosa del planeta. Todos los periódicos del mundo escribieron sobre él.
El 16 de junio de 1963, a las 12:30 hora de Moscú en la Unión Soviética, la nave espacial Vostok-6 fue lanzada a la órbita de un satélite terrestre por primera vez en el mundo, pilotada por una mujer, ciudadana de la Unión Soviética, cosmonauta Tereshkova. Valentina Vladimirovna.
Durante este vuelo se continuará con el estudio de la influencia de varios factores del vuelo espacial en el cuerpo humano, incluyendo un análisis comparativo del impacto de estos factores en los cuerpos de un hombre y una mujer.
Especialmente para el vuelo de Tereshkova, se desarrolló un diseño de un traje espacial adaptado al cuerpo femenino, así como también se cambiaron algunos elementos de la nave para adaptarlos a las capacidades de una mujer. Este vuelo demostró la fiabilidad de la tecnología espacial soviética, que simbolizó la fiabilidad de todo el sistema soviético.
La salida del hombre al espacio exterior. (película vskh-2.asf) Simultáneamente con el inicio de la película, encienda el ícono de sonido.
La historia de la primera salida de A.A. Leonov en espacio abierto en marzo de 1965.
La primera caminata espacial fue realizada por el cosmonauta soviético Alexei Arkhipovich Leonov. 18 de marzo de 1965 de la nave espacial Voskhod-2 utilizando una cámara de bloqueo flexible.
Durante la salida mostró un gran coraje, especialmente en una situación de emergencia, cuando un traje espacial hinchado impidió que el astronauta regresara a la nave espacial. La caminata espacial duró 12 minutos y 9 segundos y, según sus resultados, se llegó a una conclusión sobre la capacidad de una persona para realizar diversos trabajos en el espacio exterior. Cuando la nave espacial regresó a la Tierra, el sistema de orientación falló y los cosmonautas, después de haber orientado manualmente la nave espacial, aterrizaron en un área libre.
Una historia sobre vuelos espaciales a otros planetas (Venus, Marte, Luna, Titán, Saturno).
Pequeño paso para una persona
gran paso para toda la humanidad
dijo Neil Armstrong, pisando la superficie de la luna
El mismo programa de vuelo tripulado a la luna se llamó "Apolo". La luna es el único cuerpo extraterrestre que ha sido visitado por el hombre. El primer aterrizaje tuvo lugar. 20 de julio de 1969; la última fue en diciembre de 1972. Neil Armstrong fue la primera persona en pisar la luna el 21 de julio de 1969. La Luna es también el único cuerpo celeste cuyas muestras han sido traídas a la Tierra.
La URSS envió dos vehículos autopropulsados controlados por radio, Lunokhod-1, a la luna. noviembre de 1970 y Lunokhod-2 en enero de 1973.
Pioneer 10 es una nave espacial no tripulada de la NASA diseñada principalmente para estudiar Júpiter. Fue la primera nave espacial en volar más allá de Júpiter y fotografiarlo desde el espacio. El dispositivo "gemelo" "Pioneer-11" también investigado Saturno.
En 1978, las dos últimas sondas de la serie Pioneer fueron al espacio. Estas fueron sondas para la investigación. Venus Pioneer-Venus-1 y Pioneer-Venus-2
La Estación Espacial Internacional (ISS) es una estación orbital internacional que se utiliza como laboratorio espacial polivalente.
A finales de 2004, 10 expediciones de larga duración visitaron la estación
La estación realiza investigaciones científicas sobre el espacio, la atmósfera y la superficie terrestre, estudia el comportamiento del cuerpo humano en vuelos espaciales de larga duración, desarrolla tecnologías para obtener y analizar las propiedades de nuevos materiales y productos biológicos, y también elabora formas y métodos para una mayor exploración espacial.
2. Al final de la lección, los estudiantes responden las preguntas de la tarea de diagnóstico. Hay una prueba de conocimiento usando una diapositiva con las respuestas correctas. Apéndice 2
respuestas correctas
1. 1903 K. E. Tsiolkovski
5. 16 de junio de 1963 V.N. Tereshkova
Tareas para los estudiantes.
Utilizando recursos de Internet, prepara un mensaje informativo más detallado sobre lo que te interesa de este tema.
Los estudiantes responden las preguntas de la prueba reflexiva. Apéndice 2
prueba reflexiva
- Aprendí muchas cosas nuevas e interesantes.
- ¿Qué te gustó de la lección? ¿Por qué?
- ¿Qué no te gustó?
- ¿Necesito física para mejorar mi nivel intelectual?
- ¿Necesito la física para mi futura actividad profesional?
Literatura:
- www.cosmoworld.ru
- www.kocmoc.info
- es.wikipedia.org1
- www.specevideo.ru
- www.h-cosmos.ru
Exploración espacial.
Yu.A.Gagarin.
En 1957, bajo el liderazgo de Korolev, se creó el primer misil balístico intercontinental R-7 del mundo, que en el mismo año se utilizó para lanzar el primer satélite terrestre artificial del mundo.
3 de noviembre de 1957: se lanzó el segundo satélite artificial de la Tierra, el Sputnik-2, que por primera vez llevó al espacio a un ser vivo: el perro Laika. (LA URSS).
4 de enero de 1959: la estación "Luna-1" pasó a una distancia de 6000 kilómetros de la superficie de la luna y entró en la órbita heliocéntrica. Se convirtió en el primer satélite artificial del Sol del mundo. (LA URSS).
14 de septiembre de 1959: la estación "Luna-2" por primera vez en el mundo llegó a la superficie de la Luna en la región del Mar de la Claridad cerca de los cráteres de Arístides, Arquímedes y Autolycus, entregando un banderín con el escudo de armas de la URSS. (LA URSS).
4 de octubre de 1959 - Se lanza AMS Luna-3, que por primera vez en el mundo fotografió el lado de la Luna invisible desde la Tierra. También durante el vuelo, por primera vez en el mundo, se realizó una maniobra gravitatoria en la práctica. (LA URSS).
19 de agosto de 1960: se realizó el primer vuelo orbital al espacio de seres vivos con un regreso exitoso a la Tierra. Los perros Belka y Strelka realizaron un vuelo orbital en la nave espacial Sputnik-5. (LA URSS).
12 de abril de 1961: se realizó el primer vuelo tripulado al espacio (Yu. Gagarin) en la nave espacial Vostok-1. (LA URSS).
12 de agosto de 1962: se realizó el primer vuelo espacial grupal del mundo en las naves espaciales Vostok-3 y Vostok-4. La aproximación máxima de los barcos fue de unos 6,5 km. (LA URSS).
16 de junio de 1963: se completó el primer vuelo espacial del mundo de una mujer cosmonauta (Valentina Tereshkova) en la nave espacial Vostok-6. (LA URSS).
12 de octubre de 1964: voló la primera nave espacial de varios asientos del mundo, Voskhod-1. (LA URSS).
18 de marzo de 1965: la primera caminata espacial tripulada. El cosmonauta Alexei Leonov realizó una caminata espacial desde la nave espacial Voskhod-2. (LA URSS).
3 de febrero de 1966: AMS Luna-9 realizó el primer aterrizaje suave del mundo en la superficie de la Luna, se transmitieron imágenes panorámicas de la Luna. (LA URSS).
1 de marzo de 1966: la estación "Venera-3" llegó por primera vez a la superficie de Venus, entregando un banderín a la URSS. Fue el primer vuelo del mundo de una nave espacial desde la Tierra a otro planeta. (LA URSS).
30 de octubre de 1967: se realizó el primer acoplamiento de dos naves espaciales no tripuladas "Cosmos-186" y "Cosmos-188". (CCCP).
15 de septiembre de 1968: el primer regreso de la nave espacial (Zond-5) a la Tierra después de un sobrevuelo de la luna. A bordo había criaturas vivas: tortugas, moscas de la fruta, gusanos, plantas, semillas, bacterias. (LA URSS).
16 de enero de 1969: se realizó el primer acoplamiento de dos naves espaciales tripuladas Soyuz-4 y Soyuz-5. (LA URSS).
24 de septiembre de 1970: la estación Luna-16 recolectó y luego entregó a la Tierra (por la estación Luna-16) muestras de suelo lunar. (LA URSS). También es la primera nave espacial no tripulada que entregó muestras de rocas a la Tierra desde otro cuerpo cósmico (es decir, en este caso, desde la Luna).
17 de noviembre de 1970: aterrizaje suave y puesta en funcionamiento del primer vehículo autopropulsado semiautomático controlado a distancia del mundo, controlado desde la Tierra: Lunokhod-1. (LA URSS).
Octubre de 1975: aterrizaje suave de dos naves espaciales "Venera-9" y "Venera-10" y las primeras fotografías del mundo de la superficie de Venus. (LA URSS).
20 de febrero de 1986: puesta en órbita del módulo base de la estación orbital [[Mir_(orbital_station)]Mir]
20 de noviembre de 1998: lanzamiento del primer bloque de la Estación Espacial Internacional. Producción y lanzamiento (Rusia). Propietario (EE.UU.).
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50 aniversario de la primera caminata espacial tripulada.
Hoy, 18 de marzo de 1965, a las 11:30 hora de Moscú, durante el vuelo de la nave espacial Voskhod-2, se llevó a cabo por primera vez la salida de un hombre al espacio exterior. En la segunda órbita del vuelo, el copiloto, piloto y cosmonauta, el teniente coronel Leonov Alexei Arkhipovich, en un traje espacial especial con un sistema autónomo de soporte vital, salió al espacio exterior, se retiró de la nave a una distancia de hasta cinco metros. , llevó a cabo con éxito una serie de estudios y observaciones planificados y regresó a salvo al barco. Con la ayuda del sistema de televisión a bordo, el proceso de salida del camarada Leonov al espacio exterior, su trabajo fuera de la nave espacial y su regreso a la nave espacial fueron transmitidos a la Tierra y observados por una red de estaciones terrestres. El estado de salud del camarada Alexei Arkhipovich Leonov durante su estancia fuera del barco y después de regresar al barco es bueno. El comandante del barco, el camarada Pavel Ivanovich Belyaev, también se siente bien.
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La actualidad se caracteriza por nuevos proyectos y planes de exploración espacial. El turismo espacial se está desarrollando activamente. La astronáutica tripulada volverá de nuevo a la Luna y dirigirá sus ojos a otros planetas del sistema solar (principalmente a Marte).
En 2009, el mundo gastó $68 mil millones en programas espaciales, incluidos $48,8 mil millones en EE. UU., $7,9 mil millones en la UE, $3 mil millones en Japón, $2,8 mil millones en Rusia y $2 mil millones en China.
La historia del desarrollo de la astronáutica es una historia sobre personas con una mente extraordinaria, sobre el deseo de comprender las leyes del Universo y sobre el deseo de superar lo habitual y posible. La exploración del espacio exterior, que comenzó en el siglo pasado, le dio al mundo muchos descubrimientos. Se refieren tanto a objetos de galaxias distantes como a procesos completamente terrestres. El desarrollo de la astronáutica contribuyó a la mejora de la tecnología, dio lugar a descubrimientos en diversos campos del conocimiento, desde la física hasta la medicina. Sin embargo, este proceso llevó mucho tiempo.
trabajo perdido
El desarrollo de la cosmonáutica en Rusia y en el extranjero comenzó mucho antes del advenimiento de los primeros avances científicos en este sentido, fueron solo teóricos y fundamentaron la posibilidad misma de los vuelos espaciales. En nuestro país, uno de los pioneros de la astronáutica en la punta de un bolígrafo fue Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky. "Uno de" - porque estaba por delante de Nikolai Ivanovich Kibalchich, quien fue condenado a muerte por el atentado contra Alejandro II y, unos días antes del ahorcamiento, desarrolló un proyecto para un aparato capaz de llevar a un hombre al espacio. Fue en 1881, pero el proyecto de Kibalchich no se publicó hasta 1918.
profesor rural
Tsiolkovsky, cuyo artículo sobre los fundamentos teóricos de los vuelos espaciales se publicó en 1903, no conocía el trabajo de Kibalchich. En ese momento, enseñaba aritmética y geometría en la Escuela Kaluga. Su conocido artículo científico "Research of the World Spaces with Jet Instruments" se refirió a las posibilidades de usar cohetes en el espacio. El desarrollo de la astronáutica en Rusia, entonces todavía zarista, comenzó precisamente con Tsiolkovsky. Desarrolló un proyecto para la estructura de un cohete capaz de llevar a una persona a las estrellas, defendió la idea de la diversidad de vida en el Universo, habló sobre la necesidad de diseñar satélites artificiales y estaciones orbitales.
Paralelamente, la astronáutica teórica se desarrolló en el extranjero. Sin embargo, prácticamente no había conexiones entre científicos ni a principios de siglo ni más tarde, en la década de 1930. Robert Goddard, Hermann Oberth y Esnault-Peltri, un estadounidense, un alemán y un francés, respectivamente, que trabajaron en problemas similares, no supieron nada sobre el trabajo de Tsiolkovsky durante mucho tiempo. Incluso entonces, la desunión de los pueblos afectó el ritmo de desarrollo de la nueva industria.
Años anteriores a la guerra y la Gran Guerra Patria
El desarrollo de la astronáutica continuó en las décadas de 1920 y 1940 con la ayuda del Laboratorio de Dinámica de Gases y los Grupos para el Estudio de la Propulsión a Chorro, y luego el Instituto de Investigación a Chorro. Las mejores mentes de ingeniería del país trabajaron dentro de las paredes de las instituciones científicas, incluidos F. A. Tsander, M. K. Tikhonravov y S. P. Korolev. En los laboratorios se trabajó en la creación de los primeros cohetes de propulsante líquido y sólido, y se desarrollaron las bases teóricas de la astronáutica.
En los años anteriores a la guerra y durante la Segunda Guerra Mundial, se diseñaron y construyeron motores a reacción y aviones cohete. Durante este período, por razones obvias, se prestó mucha atención al desarrollo de misiles de crucero y cohetes no guiados.
Korolev y V-2
El primer misil de combate de tipo moderno de la historia se creó en Alemania durante la guerra bajo el mando de Wernher von Braun. Luego, el V-2, o V-2, causó muchos problemas. Después de la derrota de Alemania, von Braun fue trasladado a Estados Unidos, donde comenzó a trabajar en nuevos proyectos, incluido el desarrollo de cohetes para vuelos espaciales.
En 1945, tras el final de la guerra, un grupo de ingenieros soviéticos llegó a Alemania para estudiar el V-2. Entre ellos estaba Korolev. Fue nombrado jefe de ingeniería y director técnico del Instituto Nordhausen, fundado en Alemania en el mismo año. Además de estudiar los misiles alemanes, Korolev y sus colegas estaban desarrollando nuevos proyectos. En los años 50, la oficina de diseño bajo su liderazgo creó el R-7. Este cohete de dos etapas fue capaz de desarrollar el primero y asegurar el lanzamiento de vehículos de varias toneladas en una órbita cercana a la Tierra.
Etapas de desarrollo de la astronáutica.
La ventaja de los estadounidenses en la preparación de vehículos para la exploración espacial, asociada al trabajo de von Braun, era cosa del pasado, cuando el 4 de octubre de 1957 la URSS lanzó el primer satélite. Desde entonces, el desarrollo de la astronáutica ha ido más rápido. En las décadas de 1950 y 1960, se llevaron a cabo varios experimentos con animales. Los perros y los monos han estado en el espacio.
Como resultado, los científicos han recopilado información invaluable que hizo posible una estadía cómoda en el espacio humano. A principios de 1959, fue posible alcanzar la segunda velocidad cósmica.
El avanzado desarrollo de la cosmonáutica doméstica fue aceptado en todo el mundo cuando Yuri Gagarin se envenenó en el cielo. Fue, sin exagerar, el gran acontecimiento de 1961. A partir de ese día comenzó la penetración del hombre en las extensiones ilimitadas que rodean la Tierra.
- 12 de octubre de 1964: se puso en órbita un aparato con varias personas a bordo (URSS);
- 18 de marzo de 1965 - el primero (URSS);
- 3 de febrero de 1966: primer aterrizaje del aparato en la Luna (URSS);
- 24 de diciembre de 1968: el primer lanzamiento de una nave espacial tripulada a la órbita de un satélite terrestre (EE. UU.);
- 20 de julio de 1969 - día (EE. UU.);
- 19 de abril de 1971: se lanzó la primera estación orbital (URSS);
- 17 de julio de 1975: por primera vez hubo un atraque de dos barcos (soviético y estadounidense);
- 12 de abril de 1981: el primer transbordador espacial (EE. UU.) salió al espacio.
El desarrollo de la astronáutica moderna.
Hoy, la exploración espacial continúa. Los éxitos del pasado han dado sus frutos: el hombre ya ha visitado la luna y se está preparando para un encuentro directo con Marte. Sin embargo, los programas de vuelos tripulados ahora se están desarrollando menos que los proyectos de estaciones interplanetarias automáticas. El estado actual de la cosmonáutica es tal que los dispositivos que se están creando son capaces de transmitir información sobre los distantes Saturno, Júpiter y Plutón a la Tierra, visitar Mercurio e incluso explorar meteoritos.
Paralelamente, se está desarrollando el turismo espacial. Los contactos internacionales son de gran importancia hoy en día. gradualmente llega a la conclusión de que los grandes avances y descubrimientos ocurren más rápido y con mayor frecuencia si se combinan los esfuerzos y las capacidades de los diferentes países.
Introducción:
En la segunda mitad del siglo XX. la humanidad pisó el umbral del universo - salió al espacio exterior. El camino al espacio fue abierto por nuestra Patria. El primer satélite artificial de la Tierra, que abrió la era espacial, fue lanzado por la antigua Unión Soviética, el primer cosmonauta del mundo es ciudadano de la antigua URSS.
La cosmonáutica es un enorme catalizador para la ciencia y la tecnología modernas, que se ha convertido en una de las principales palancas del proceso del mundo moderno en un período de tiempo sin precedentes. Estimula el desarrollo de la electrónica, la ingeniería mecánica, la ciencia de los materiales, la tecnología informática, la energía y muchas otras áreas de la economía nacional.
En términos científicos, la humanidad busca encontrar en el espacio la respuesta a preguntas tan fundamentales como la estructura y evolución del Universo, la formación del sistema solar, el origen y desarrollo de la vida. De las hipótesis sobre la naturaleza de los planetas y la estructura del cosmos, la gente pasó a un estudio completo y directo de los cuerpos celestes y el espacio interplanetario con la ayuda de la tecnología espacial y de cohetes.
En la exploración espacial, la humanidad deberá estudiar diversas zonas del espacio exterior: la Luna, otros planetas y el espacio interplanetario.
El nivel actual de tecnología espacial y el pronóstico de su desarrollo muestran que el objetivo principal de la investigación científica utilizando medios espaciales, aparentemente, en un futuro próximo será nuestro sistema solar. Las tareas principales serán el estudio de las relaciones solar-terrestres y del espacio Tierra-Luna, así como Mercurio, Venus, Marte, Júpiter, Saturno y otros planetas, investigación astronómica, investigación médica y biológica para evaluar el impacto del vuelo. duración sobre el cuerpo humano y su desempeño.
En principio, el desarrollo de la tecnología espacial debe superar la "Demanda", asociada a la solución de urgentes problemas económicos nacionales. Las tareas principales aquí son los vehículos de lanzamiento, los sistemas de propulsión, las naves espaciales, así como los medios de apoyo (complejos de lanzamiento y medición de comando, equipos, etc.), asegurando el progreso en ramas relacionadas de la tecnología, directa o indirectamente relacionadas con el desarrollo de la astronáutica.
Antes de volar al espacio mundial, era necesario comprender y poner en práctica el principio de la propulsión a chorro, aprender a fabricar cohetes, crear una teoría de las comunicaciones interplanetarias, etc.
Rocketry está lejos de ser un concepto nuevo. Para crear poderosos vehículos de lanzamiento modernos, el hombre pasó por milenios de sueños, fantasías, errores, búsquedas en varios campos de la ciencia y la tecnología, acumulación de experiencia y conocimiento.
El principio de funcionamiento de un cohete radica en su movimiento bajo la acción de la fuerza de retroceso, la reacción del flujo de partículas lanzadas desde el cohete. En un cohete. esos. en un aparato equipado con un motor de cohete, los gases de escape se forman debido a la reacción del comburente y el combustible almacenado en el propio cohete. Esta circunstancia hace que el funcionamiento del motor cohete sea independiente de la presencia o ausencia de un medio gaseoso. Por lo tanto, el cohete es una estructura increíble que puede moverse en el espacio sin aire, es decir, no es una referencia, el espacio exterior.
Un lugar especial entre los proyectos rusos para la aplicación del principio de vuelo a chorro lo ocupa el proyecto de NI Kibalchich, un célebre revolucionario ruso que, a pesar de su corta vida (1853-1881), dejó una profunda huella en la historia de la ciencia y la tecnología. Con un conocimiento extenso y profundo de matemáticas, física y especialmente química, Kibalchich fabricó proyectiles y minas caseros para Narodnaya Volya. El "proyecto de dispositivo aeronáutico" fue el resultado de un largo trabajo de investigación de Kibalchich sobre explosivos. Él, en esencia, por primera vez no propuso un motor de cohete adaptado a cualquier avión existente, como hicieron otros inventores, sino un aparato completamente nuevo (dinámico de cohetes), un prototipo de nave espacial tripulada moderna, en el que el empuje de los motores de cohetes sirve para crear directamente un ascensor la fuerza que mantiene la nave en vuelo. ¡Se suponía que el avión de Kibalchich funcionaba según el principio de un cohete!
Pero desde Kibalchich fue encarcelado por el atentado contra la vida del zar Alejandro II, luego el proyecto de su avión fue descubierto solo en 1917 en el archivo del departamento de policía.
Entonces, a fines del siglo pasado, la idea de usar instrumentos a reacción para vuelos ganó gran escala en Rusia. Y el primero que decidió continuar con la investigación fue nuestro gran compatriota Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky (1857-1935). Se interesó muy pronto en el principio de movimiento del chorro. Ya en 1883 dio una descripción de un barco con motor a reacción. Ya en 1903, Tsiolkovsky, por primera vez en el mundo, hizo posible diseñar un esquema para un cohete líquido. Las ideas de Tsiolkovsky fueron universalmente reconocidas ya en la década de 1920. Y el brillante sucesor de su trabajo, SP Korolev, un mes antes del lanzamiento del primer satélite artificial de la Tierra, dijo que las ideas y los trabajos de Konstantin Eduardovich atraerían cada vez más la atención a medida que se desarrollaba la tecnología de cohetes, que resultó ser tener toda la razón!
El comienzo de la era espacial.
Y así, 40 años después de que se encontrara el diseño del avión creado por Kibalchich, el 4 de octubre de 1957, la antigua URSS lanzó el primer satélite artificial terrestre del mundo. El primer satélite soviético permitió por primera vez medir la densidad de la alta atmósfera, obtener datos sobre la propagación de señales de radio en la ionosfera, resolver problemas de puesta en órbita, condiciones térmicas, etc. El satélite era un esfera de aluminio con un diámetro de 58 cm y una masa de 83,6 kg con cuatro antenas de látigo 2 de largo, 4-2,9 m El equipo y las fuentes de alimentación se colocaron en la carcasa sellada del satélite. Los parámetros iniciales de la órbita fueron: altura de perigeo 228 km, altura de apogeo 947 km, inclinación 65,1 grados. El 3 de noviembre, la Unión Soviética anunció el lanzamiento del segundo satélite soviético en órbita. En una cabina presurizada separada estaban la perra Laika y un sistema de telemetría para registrar su comportamiento en ingravidez. El satélite también estaba equipado con instrumentos científicos para estudiar la radiación solar y los rayos cósmicos.
El 6 de diciembre de 1957 se intentó en EE. UU. lanzar el satélite Avangard-1 utilizando un vehículo de lanzamiento desarrollado por el Laboratorio de Investigación Naval.
El 31 de enero de 1958 se puso en órbita el satélite Explorer 1, la respuesta estadounidense al lanzamiento de los satélites soviéticos. Por tamaño y
masa no era candidato a campeones. Con menos de 1 m de largo y solo ~15,2 cm de diámetro, tenía una masa de solo 4,8 kg.
Sin embargo, su carga útil se adjuntó a la cuarta y última etapa del vehículo de lanzamiento Juno-1. El satélite, junto con el cohete en órbita, tenía una longitud de 205 cm y una masa de 14 kg. Estaba equipado con sensores de temperatura exterior e interior, sensores de erosión e impacto para determinar los flujos de micrometeoritos y un contador Geiger-Muller para registrar los rayos cósmicos penetrantes.
Un importante resultado científico del vuelo del satélite fue el descubrimiento de los cinturones de radiación que rodean la Tierra. El contador Geiger-Muller dejó de contar cuando el aparato estaba en su apogeo a una altitud de 2530 km, la altura del perigeo era de 360 km.
El 5 de febrero de 1958 se hizo un segundo intento en Estados Unidos para lanzar el satélite Avangard-1, pero también acabó en accidente, como el primer intento. Finalmente, el 17 de marzo, el satélite fue puesto en órbita. Entre diciembre de 1957 y septiembre de 1959, se realizaron once intentos para poner en órbita el Avangard-1, solo tres de ellos tuvieron éxito.
Entre diciembre de 1957 y septiembre de 1959 se realizaron once intentos de botar el Avangard
Ambos satélites aportaron mucho a la ciencia y tecnología espacial (baterías solares, nuevos datos sobre la densidad de la alta atmósfera, cartografía precisa de islas en el Océano Pacífico, etc.) El 17 de agosto de 1958 se realizó el primer intento en EE.UU. para enviar desde Cabo Cañaveral a la vecindad sonda lunar con equipo científico. Ella no tuvo éxito. El cohete se elevó y voló solo 16 km. La primera etapa del cohete explotó a los 77 del vuelo. El 11 de octubre de 1958 se hizo un segundo intento de lanzar la sonda lunar Pioneer-1, que tampoco tuvo éxito. Los siguientes lanzamientos también resultaron fallidos, solo el 3 de marzo de 1959, Pioneer-4, que pesaba 6,1 kg, completó parcialmente la tarea: voló más allá de la Luna a una distancia de 60 000 km (en lugar de los 24 000 km planificados) .
Al igual que cuando se lanza un satélite terrestre, la prioridad en el lanzamiento de la primera sonda pertenece a la URSS; el 2 de enero de 1959 se lanzó el primer objeto hecho por el hombre, que se lanzó en una trayectoria que pasaba lo suficientemente cerca de la Luna, en la órbita del satélite solar. Así, "Luna-1" alcanzó por primera vez la segunda velocidad cósmica. "Luna-1" tenía una masa de 361,3 kg y voló más allá de la Luna a una distancia de 5500 km. A una distancia de 113.000 km de la Tierra, se liberó una nube de vapor de sodio desde la etapa de un cohete acoplado a Luna 1, formando un cometa artificial. La radiación solar provocó un resplandor brillante de vapor de sodio y los sistemas ópticos de la Tierra fotografiaron la nube contra el fondo de la constelación de Acuario.
Luna-2, lanzado el 12 de septiembre de 1959, realizó el primer vuelo del mundo a otro cuerpo celeste. Se colocaron instrumentos en la esfera de 390,2 kilogramos, que demostraron que la Luna no tiene un campo magnético y un cinturón de radiación.
La estación interplanetaria automática (AMS) "Luna-3" se lanzó el 4 de octubre de 1959. El peso de la estación era de 435 kg. El objetivo principal del lanzamiento era volar alrededor de la Luna y fotografiar su lado opuesto, invisible desde la Tierra. La fotografía se realizó el 7 de octubre durante 40 minutos desde una altitud de 6200 km sobre la Luna.
hombre en el espacio
12 de abril de 1961 a las 9:07 hora de Moscú, unas pocas decenas de kilómetros al norte de la aldea de Tyuratam en Kazajstán en el cosmódromo soviético de Baikonur, se lanzó un misil balístico intercontinental R-7, en cuyo compartimento de proa se encontraba la nave espacial tripulada Vostok. con el Mayor de la Fuerza Aérea Yuriy se localizó a Alekseevich Gagarin a bordo. El lanzamiento fue exitoso. La nave espacial fue puesta en órbita con una inclinación de 65 grados, una altitud de perigeo de 181 km y una altitud de apogeo de 327 km, y completó una vuelta alrededor de la Tierra en 89 minutos. En la mina 108 después del lanzamiento, regresó a la Tierra y aterrizó cerca del pueblo de Smelovka, región de Saratov. Así, 4 años después del lanzamiento del primer satélite artificial de la Tierra, la Unión Soviética realizó por primera vez en el mundo un vuelo tripulado al espacio exterior.
Historia del desarrollo de la astronáutica.
Para evaluar la contribución de una persona en particular al desarrollo de un determinado campo del conocimiento, se debe rastrear la historia del desarrollo de este campo y tratar de ver la influencia directa o indirecta de las ideas y obras de esta persona en el proceso de logrando nuevos conocimientos y nuevos éxitos. Consideremos la historia del desarrollo de la tecnología de cohetes y la historia de la tecnología espacial y de cohetes que se deriva de ella.
El nacimiento de la tecnología de cohetes.
Si hablamos de la idea misma de la propulsión a chorro y el primer cohete, entonces esta idea y su realización nacieron en China alrededor del siglo II d.C. La fuerza impulsora detrás del cohete era la pólvora. Los chinos utilizaron por primera vez este invento para el entretenimiento; los chinos siguen siendo líderes en la producción de fuegos artificiales. Y luego pusieron esta idea en servicio, en el verdadero sentido de la palabra: tal "fuego artificial" atado a una flecha aumentó el alcance de su vuelo en unos 100 metros (que era un tercio de la longitud total del vuelo), y cuando golpeado, el objetivo se encendió. También había un arma más formidable con el mismo principio: "lanzas de fuego furioso".
En esta forma primitiva, los cohetes existieron hasta el siglo XIX. Solo a fines del siglo XIX, se intentaron explicar matemáticamente la propulsión a chorro y crear armas serias. En Rusia, uno de los primeros en abordar este tema fue Nikolai Ivanovich Tikhomirov en 1894 32 . Tikhomirov propuso utilizar como fuerza motriz la reacción de los gases resultantes de la combustión de explosivos o combustibles líquidos inflamables en combinación con el entorno expulsado. Tikhomirov comenzó a lidiar con estos problemas más tarde que Tsiolkovsky, pero en términos de implementación fue mucho más allá, porque. pensó más realista. En 1912, presentó un proyecto para un proyectil de cohete al Ministerio Naval. En 1915, solicitó un privilegio para un nuevo tipo de "minas autopropulsadas" para agua y aire. La invención de Tikhomirov recibió una evaluación positiva de la comisión de expertos presidida por N. E. Zhukovsky. En 1921, por sugerencia de Tikhomirov, se estableció un laboratorio en Moscú para desarrollar sus inventos, que más tarde (tras ser trasladado a Leningrado) recibió el nombre de Laboratorio de Dinámica de Gases (GDL). Poco después de su fundación, las actividades de la GDL se centraron en la creación de proyectiles de cohetes sobre pólvora sin humo.
Paralelamente a Tikhomirov, Ivan Grave, ex coronel del ejército zarista, estaba trabajando en cohetes de combustible sólido. En 1926, recibió una patente para un cohete que utilizaba una composición especial de pólvora negra como combustible. Comenzó a impulsar su idea, incluso escribiendo al Comité Central del PCUS (b), pero estos esfuerzos terminaron de manera bastante típica para ese momento: el coronel del ejército zarista, Grave, fue arrestado y condenado. Pero I. Grave seguirá desempeñando su papel en el desarrollo de la tecnología de cohetes en la URSS y participará en el desarrollo de cohetes para el famoso Katyusha.
En 1928, se lanzó un cohete alimentado por la pólvora de Tikhomirov. En 1930, a nombre de Tikhomirov, se emitió una patente para la formulación de dicha pólvora y la tecnología para fabricar damas a partir de ella.
genio americano
En el extranjero, el problema de la propulsión a chorro fue uno de los primeros en ser abordado por el científico estadounidense Robert Hitchings Goddard 34 . Goddard en 1907 escribió un artículo "Sobre la posibilidad de moverse en el espacio interplanetario", que tiene un espíritu muy cercano al trabajo de Tsiolkovsky "Investigación de los espacios del mundo con dispositivos a reacción", aunque Goddard todavía se limita solo a evaluaciones cualitativas y no derivar cualquier fórmula. Goddard tenía entonces 25 años. En 1914, Goddard recibió patentes estadounidenses para el diseño de un cohete compuesto con toberas cónicas y un cohete con combustión continua en dos versiones: con suministro secuencial de cargas de pólvora en la cámara de combustión y con bombeo de combustible líquido de dos componentes. Desde 1917, Goddard ha estado diseñando varios tipos de cohetes de propulsor sólido, incluido un cohete de encendido por pulsos de carga múltiple. A partir de 1921, Goddard pasó a experimentar con motores de cohetes de propulsante líquido (oxidante - oxígeno líquido, combustible - varios hidrocarburos). Fueron estos cohetes de combustible líquido los que se convirtieron en los primeros progenitores de los vehículos de lanzamiento espacial. En sus trabajos teóricos, señaló repetidamente las ventajas de los motores de cohetes líquidos. El 16 de marzo de 1926, Goddard lanzó con éxito un cohete alimentado por desplazamiento simple (combustible - gasolina, oxidante - oxígeno líquido). Peso inicial: 4,2 kg, altura alcanzada: 12,5 m, rango de vuelo: 56 m Goddard tiene el campeonato en el lanzamiento de un cohete con combustible líquido.
Robert Goddard era un personaje difícil y complejo. Prefería trabajar en secreto, en un estrecho círculo de personas de confianza que le obedecían ciegamente. Según uno de sus colegas estadounidenses, " Goddard consideraba a los cohetes su coto privado, y aquellos que también trabajaban en este tema eran considerados cazadores furtivos... Esta actitud suya lo llevó a abandonar la tradición científica de informar sus resultados a través de revistas científicas... 35. Se puede añadir: y no sólo a través de revistas científicas. Es muy característica la respuesta de Goddard del 16 de agosto de 1924 a los entusiastas soviéticos del estudio del problema de los vuelos interplanetarios, que deseaban sinceramente establecer vínculos científicos con colegas estadounidenses. La respuesta es muy breve, pero contiene todo el carácter de Goddard:
"Universidad de Clark, Worcester, Massachusetts, Departamento de Física. Sr. Leuteizen, Secretario de la Sociedad para el Estudio de las Relaciones Interplanetarias. Moscú, Rusia.
¡Estimado señor! Me alegra saber que se ha creado en Rusia una sociedad para el estudio de las relaciones interplanetarias, y estaré encantado de cooperar en este trabajo. dentro de los límites de lo posible. Sin embargo, no hay material impreso sobre trabajos en curso o vuelos experimentales. Gracias por introducirme a los materiales. Atentamente, Director del Laboratorio de Física R.Kh. Goddard " 36 .
La actitud de Tsiolkovsky hacia la cooperación con científicos extranjeros parece interesante. He aquí un extracto de su carta a la juventud soviética, publicada en Komsomolskaya Pravda en 1934:
"En 1932, la Sociedad de Aeronaves Metálicas capitalista más grande me envió una carta. Me pidieron que les diera información detallada sobre mis aeronaves de metal. No respondí las preguntas que me hicieron. Considero que mis conocimientos son propiedad de la URSS. " 37 .
Por lo tanto, podemos concluir que no hubo deseo de cooperar por ninguna de las partes. Los científicos eran muy entusiastas con su trabajo.
Controversia de prioridad
Los teóricos y practicantes de la tecnología de cohetes en ese momento estaban completamente divididos. Estos fueron los mismos "... estudios y experimentos no relacionados de muchos científicos individuales que atacan un área desconocida indiscriminadamente, como una horda de jinetes nómadas", sobre los cuales, sin embargo, en relación con la electricidad, F. Engels escribió en "Dialéctica de la naturaleza" . Robert Goddard no supo nada del trabajo de Tsiolkovsky durante mucho tiempo, al igual que Hermann Oberth, que trabajó en motores de cohetes de combustible líquido y cohetes en Alemania. Igual de solitario en Francia se encontraba uno de los pioneros de la astronáutica, el ingeniero y piloto Robert Esnaud-Peltry, el futuro autor de la obra en dos volúmenes Astronáutica.
Separados por espacios y fronteras, no se reconocerán pronto. El 24 de octubre de 1929, Oberth obtendría, probablemente, la única máquina de escribir en toda la ciudad de Mediasha con tipo ruso y enviaría una carta a Tsiolkovsky en Kaluga. " Por supuesto, soy la última persona que disputaría su primacía y sus méritos en el negocio de los cohetes, y solo lamento no haber oído hablar de usted hasta 1925. Probablemente estaría mucho más lejos en mi propio trabajo hoy y prescindiría de esos muchos trabajos vanos, conociendo su excelente trabajo.", - Oberth escribió abierta y honestamente. Pero no es fácil escribir así cuando tienes 35 años y siempre te has considerado el primero. 38
En su informe fundamental sobre cosmonáutica, el francés Esnot-Peltri nunca mencionó a Tsiolkovsky. Popularizador del escritor científico Ya.I. Perelman, después de leer el trabajo de Esno-Peltri, le escribió a Tsiolkovsky en Kaluga: " Hay un enlace a Lorentz, Goddard, Oberth, Hohmann, Valle, pero no noté ningún enlace a usted. Parece que el autor no está familiarizado con sus obras. ¡Es una pena!"Después de algún tiempo, el periódico L'Humanite escribirá bastante categóricamente:" Tsiolkovsky debería ser reconocido con razón como el padre de la astronáutica científica.". Resulta algo incómodo. Esno-Peltri intenta explicar todo: " ... Hice todo lo posible para conseguirlos (el trabajo de Tsiolkovsky. - Ya.G.). Me resultó imposible obtener incluso un pequeño documento antes de mis informes en 1912.". Se coge cierta irritación cuando escribe que en 1928 recibió" del profesor S. I. Chizhevsky una declaración exigiendo la confirmación de la prioridad de Tsiolkovsky: "Creo que lo satisfice completamente"- escribe Esno-Peltri. 39
El estadounidense Goddard nunca nombró a Tsiolkovsky en ninguno de sus libros o artículos, aunque recibió sus libros de Kaluga. Sin embargo, esta persona difícil generalmente rara vez se refería al trabajo de otras personas.
genio nazi
El 23 de marzo de 1912 nació en Alemania Wernher von Braun, el futuro creador del cohete V-2. Su carrera como cohete comenzó leyendo libros de no ficción y observando el cielo. Más tarde recordó: " ¡Era una meta a la que uno podría dedicar toda la vida! No solo para observar los planetas a través de un telescopio, sino también para ingresar al Universo usted mismo, explorar los mundos misteriosos 40. Serio más allá de su edad, el niño leyó el libro de Oberth sobre vuelos espaciales, vio la película de Fritz Lang "Girl in the Moon" varias veces y, a la edad de 15 años, se unió a la sociedad de viajes espaciales, donde conoció a verdaderos especialistas en cohetes.
La familia Brown estaba enloquecida por la guerra. Entre los hombres de la casa von Braun, solo se hablaba de armas y de guerra. Aparentemente, esta familia no estaba desprovista del complejo inherente a muchos alemanes después de la derrota en la Primera Guerra Mundial. En 1933, los nazis llegaron al poder en Alemania. Baron y verdadero ario Wernher von Braun, con sus ideas de misiles a reacción, llegó a la corte del nuevo liderazgo del país. Se unió a las SS y rápidamente ascendió de rango. Las autoridades asignaron enormes sumas de dinero para su investigación. El país se estaba preparando para la guerra y el Führer realmente necesitaba nuevas armas. Wernher von Braun tiene que olvidarse de los vuelos espaciales durante muchos años. 41